KR101731987B1 - Winding device and method for designing winding device - Google Patents

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KR101731987B1 KR1020150182013A KR20150182013A KR101731987B1 KR 101731987 B1 KR101731987 B1 KR 101731987B1 KR 1020150182013 A KR1020150182013 A KR 1020150182013A KR 20150182013 A KR20150182013 A KR 20150182013A KR 101731987 B1 KR101731987 B1 KR 101731987B1
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Abstract

권취 품질을 확보하면서 권취 작업을 고속화할 수 있는 권회 장치를 제공한다. 권출 롤러는, 시트 형상 부재를 송출한다. 권취 롤러는, 시트 형상 부재를 권취한다. 프리 롤러는, 권출 롤러와 권취 롤러의 사이에서 시트 형상 부재의 반송을 가이드한다. 시트 형상 부재에 가해지는 장력 변화가 16.7[N/m] 이내가 되도록, 프리 롤러의 관성 모멘트의 합계가 결정된다.Provided is a winding device capable of speeding up a winding work while ensuring a winding quality. The unwinding roller feeds the sheet-like member. The winding roller winds the sheet-like member. The free rollers guide the conveyance of the sheet-like member between the take-up roller and the take-up roller. The sum of the moment of inertia of the free rollers is determined so that the change in the tension applied to the sheet-like member is within 16.7 [N / m].

Figure R1020150182013
Figure R1020150182013

Description

권회 장치 및 권회 장치의 설계 방법{WINDING DEVICE AND METHOD FOR DESIGNING WINDING DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a winding device,

본 발명은 권회(倦回) 장치 및 권회 장치의 설계 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a winding device and a method of designing the winding device.

전지용의 전극 부재용의 금속의 박판(박막) 부재의 가공을 행하는 경우, 이러한 피가공 부재를 감김 편차나 주름이 생기지 않도록 권취(卷取)하는 권회 장치가 이용된다.When a thin plate (thin film) member of a metal for an electrode member for a battery is to be machined, a winding device for winding such a processed member so as to prevent winding deviation and wrinkle is used.

이미, 양극판이나 음극판의 결함 부분을 적합하게 제거하고, 수율의 향상을 도모한 전극 권회 장치가 제안되어 있다(일본국 공개특허 특개2012-151064호 공보). 이 전극 권회 장치는, 양극판의 한바퀴 분(分) 및 음극판의 한바퀴 분 중 어느 것에도 결함 부분이 포함되어 있지 않은 경우에, 양극판과 음극판과 세퍼레이터를 권회하여 권회 전극체를 제작한다. 한편, 양극판의 한바퀴 분 및 음극판의 한바퀴 분 중 어느 것에 결함 부분이 포함되어 있는 경우에, 그 결함 부분을 결함 부분 제거 장치에 의해 제거한 후에 권회 전극체를 제작하여, 수율을 향상시킬 수 있다.An electrode winding device has already been proposed in which defective portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate are suitably removed to improve the yield (JP-A-2012-151064). In this electrode winding device, in the case where a defective portion is not included in any one minute of the positive electrode plate and one turn of the negative electrode plate, the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator are wound to manufacture the wound electrode body. On the other hand, in the case where a defective portion is contained in any one of the one turn of the positive electrode plate and the one turn of the negative electrode plate, the defective portion can be removed by the defective portion removing device and then the wound electrode body can be manufactured to improve the yield.

또한, 권회 초기 단계에 세퍼레이터에 걸리는 부하를 경감하여, 얻어지는 권회 소자의 품질을 향상시키는 권회 장치도 제안되어 있다(일본국 공개특허 특개2013-191411호 공보). 이 권회 장치에서는, 세퍼레이터 및 전극 시트는, 한 쌍의 닙 롤러 사이를 통과시켜 권회부로 공급된다. 한 쌍의 닙 롤러 중, 일방의 닙 롤러는 서보 모터에 의해 제어된다. 그리고, 권회 초기 단계에 있어서는, 권심(卷芯)과 닙 롤러의 사이에 있어서의 세퍼레이터에 걸리는 장력을 약화시키도록, 닙 롤러를 토크 제어하여, 세퍼레이터에 걸리는 부하를 경감한다.In addition, a winding device for improving the quality of the obtained winding element by reducing the load applied to the separator at the initial stage of winding is also proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-191411). In this winding apparatus, the separator and the electrode sheet are fed to the winding section through a pair of nip rollers. Of the pair of nip rollers, one of the nip rollers is controlled by the servo motor. In the initial stage of the winding, the nip roller is torque-controlled so as to weaken the tension applied to the separator between the core and the nip roller, thereby reducing the load applied to the separator.

그런데, 발명자는 상술의 방법에는 이하에 나타내는 문제점이 있는 것을 발견하였다. 권회 장치에서는, 권취 속도가 변화했을 때에 피권취 부재에 걸리는 장력이 변화한다. 장력의 변화가 큰 경우, 권취 롤의 휨, 시트 형상 부재가 권취 롤로부터 들뜨는 현상, 타이트한 감김이나 느슨한 감김 등이 발생한다. 이러한 현상은, 감김 편차나 주름의 발생을 초래하여, 권취 품질을 악화시켜버린다. 그 때문에, 상기와 같은 권회 장치에서는, 권취시의 속도 변화를, 예를 들면 가감속도로 하여 0.2G 이내로 함으로써, 권취 품질의 악화를 방지하고 있다.However, the inventor of the present invention has found that the above-described method has the following problems. In the winding apparatus, the tension applied to the wrapped member changes when the winding speed changes. When the change in the tension is large, the warp of the take-up roll, the phenomenon in which the sheet-like member is lifted from the take-up roll, tight tightening or loosening occurs. Such a phenomenon causes winding deformation and wrinkles, which deteriorates the quality of winding. Therefore, in the winding apparatus described above, the change in speed at the time of winding is set to 0.2 G or less, for example, as an increasing / decreasing speed, thereby preventing deterioration of the winding quality.

즉, 일반적인 권회 장치에서는 권취 속도의 변화가 제한되어버린다. 따라서, 신속하게 권취 속도를 변화시킬 수 없어, 권취 작업의 율속(律速) 요인이 되었다. 따라서, 권취 품질의 악화 방지와 권취 작업의 고속화를 양립하는 것은 곤란하다.That is, the change of the winding speed is limited in a general winding apparatus. Therefore, the winding speed can not be changed quickly, and it becomes a rate factor of the winding work. Therefore, it is difficult to achieve both prevention of deterioration of the winding quality and speeding up of the winding work.

본 발명의 일 양태인 권회 장치는,In one aspect of the present invention,

피권취 부재를 송출하는 권출(卷出) 롤러와,A take-up roller for sending out the wound member,

상기 피권취 부재를 권취하는 권취 롤러와,A take-up roller for winding the wound member,

상기 권출 롤러와 상기 권취 롤러의 사이에서 상기 피권취 부재의 반송을 가이드하는 1 이상의 롤러를 구비하고,And at least one roller for guiding the conveyance of the to-be-wound member between the take-up roller and the take-up roller,

상기 피권취 부재에 가해지는 장력 변화(ΔT)가 16.7[N/m] 이내가 되도록, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 관성 모멘트는 이하의 식(1)을 충족시키는 것이다.The inertia moment of each of the one or more rollers satisfies the following formula (1) so that the tension change? T applied to the wound member is within 16.7 N / m.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015124582282-pat00001
Figure 112015124582282-pat00001

단, 상기 식(1)에 있어서, 각각,However, in the above formula (1)

N은, 상기 1 이상의 롤러의 수,N is the number of said one or more rollers,

Δω는, 상기 1 이상의 롤러의 각가속도의 최대값,DELTA omega is the maximum value of the angular acceleration of the at least one roller,

IMi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째(i는 1≤i≤N을 충족시키는 정수)의 롤러의 관성 모멘트,IM i is the moment of inertia of the ith roller of the at least one roller (i is an integer satisfying 1? I? N)

ri는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 반경,r i is a radius of the i-th roller among the one or more rollers,

RRi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 구름 저항,RR i is the rolling resistance of the ith roller of the one or more rollers,

W는, 상기 피권취 부재의 폭이다.W is the width of the wound member.

상기의 권회 장치에 있어서,In the above winding apparatus,

상기 권출 롤러와 상기 권취 롤러의 사이의 상기 피권취 부재의 장력을 조정하는 댄서를 구비하고,And a dancer for adjusting the tension of the wound member between the take-up roller and the take-up roller,

상기 1 이상의 롤러 중에서 상기 댄서와 상기 권출 롤러의 사이의 롤러의 각각의 관성 모멘트가 상기 식(1)을 충족시키고,The respective inertia moments of the rollers between the dancer and the take-up roller among the one or more rollers satisfies the above formula (1)

상기 1 이상의 롤러 중에서 상기 댄서와 상기 권취 롤러의 사이의 롤러의 각각의 관성 모멘트가 상기 식(1)을 충족시키는 것이 바람직하다.It is preferable that each inertia moment of the roller between the dancer and the take-up roller among the one or more rollers satisfies the above formula (1).

상기의 권회 장치에 있어서,In the above winding apparatus,

상기 1 이상의 롤러는, 각각 동일한 관성 모멘트, 동일한 반경, 동일한 구름 저항을 가지고, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 관성 모멘트(IM)는, 이하의 식(2)를 충족시키는 것이 바람직하다.The one or more rollers each have the same inertia moment, the same radius, and the same rolling resistance, and each of the inertia moments (IM) of the at least one roller preferably satisfies the following formula (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015124582282-pat00002
Figure 112015124582282-pat00002

단, 상기 식(2)에 있어서,However, in the above formula (2)

r은, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 반경,r is the radius of each of the one or more rollers,

RR은, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 구름 저항이다.RR is the rolling resistance of each of the one or more rollers.

상기의 권회 장치에 있어서,In the above winding apparatus,

상기 권취의 가감속도의 최대값(Δω)=718.7[rad/s2], 상기 롤러의 구름 저항(RR)=0.0049[N], 상기 롤러의 반경(r)=0.015[m], 상기 피권취 부재의 폭(W)=0.12[m]인 경우에, 상기 1 이상의 롤러의 관성 모멘트의 합계값(N·IM)은, 4.16×10-5[㎏·㎡] 이하인 것이 바람직하다.The maximum value (Δω) of a deceleration of the winding = 718.7 [rad / s 2] , the radius (r) = 0.015 [m] , the wound of the rolling resistance (RR) = 0.0049 [N] , the rollers of the roller It is preferable that the total value N · IM of the moment of inertia of the one or more rollers is 4.16 × 10 -5 [kg · m 2] or less when the width W of the member is 0.12 [m].

본 발명의 일 양태인 권회 장치의 설계 방법은,A method of designing a winding apparatus, which is an aspect of the present invention,

피권취 부재를 송출하는 권출 롤러를 배치하고,Up roller for feeding out the member to be wrapped is disposed,

상기 피권취 부재를 권취하는 권취 롤러를 배치하고,A winding roller for winding the wound member to be wound is disposed,

상기 권출 롤러와 상기 권취 롤러의 사이에서 상기 피권취 부재의 반송을 가이드하는 1 이상의 롤러를 배치하고,Wherein at least one roller for guiding the conveyance of the to-be-wound member between the take-up roller and the take-up roller is disposed,

상기 피권취 부재의 권취 속도가 변화했을 때에 상기 피권취 부재에 가해지는 장력의 변화(ΔT)가 16.7[N/m] 이내가 되도록, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 관성 모멘트가 이하의 식(3)을 만족시키도록, 상기 1 이상의 롤러를 선택하는 것이다.The inertia moment of each of the at least one roller is calculated by the following expression (3) so that the change in the tension (? T) applied to the to-be-wound member when the winding speed of the wound member is changed is within 16.7 ) Is satisfied, the at least one roller is selected.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112015124582282-pat00003
Figure 112015124582282-pat00003

단, 상기 식(3)에 있어서,However, in the above formula (3)

N은, 상기 1 이상의 롤러의 수,N is the number of said one or more rollers,

Δω는, 상기 1 이상의 롤러의 각가속도의 최대값,DELTA omega is the maximum value of the angular acceleration of the at least one roller,

IMi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째(i는 1≤i≤N을 충족시키는 정수)의 롤러의 관성 모멘트,IM i is the moment of inertia of the ith roller of the at least one roller (i is an integer satisfying 1? I? N)

ri는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 반경,r i is a radius of the i-th roller among the one or more rollers,

RRi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 구름 저항,RR i is the rolling resistance of the ith roller of the one or more rollers,

W는, 상기 피권취 부재의 폭이다.W is the width of the wound member.

본 발명에 의하면, 권취 품질을 확보하면서 권취 작업을 고속화할 수 있는 권회 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a winding device capable of increasing the speed of winding work while ensuring the quality of winding.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은, 오직 예시를 위한 이하의 상세 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 완전히 이해될 것이고, 따라서 본 발명을 제한한다고 볼 수 없다.These and other objects, features and advantages of the present invention will be more fully understood from the following detailed description and the accompanying drawings, which are given by way of illustration only, and thus are not to be construed as limiting the present invention.

도 1은, 실시형태 1에 관련되는 권회 장치의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 2는, 댄서의 구성례를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은, 실시예 1에 관련되는 권회 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시예 1에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도와 장력을 나타내는 그래프이다.
도 5는, 실시예 2에 관련되는 권회 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시예 2에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도와 장력을 나타내는 그래프이다.
도 7은, 실시예 3에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도와 감김 편차량을 나타내는 그래프이다.
도 8은, 비교예에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도와 감김 편차량을 나타내는 그래프이다.Fig. 1 is a front view showing a configuration of a winding apparatus according to Embodiment 1. Fig.
2 is a front view schematically showing a configuration example of a dancer.
Fig. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a winding apparatus according to Embodiment 1. Fig.
4 is a graph showing the winding speed and the tension in the winding apparatus according to the first embodiment.
Fig. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a winding apparatus according to Embodiment 2. Fig.
6 is a graph showing the winding speed and the tension in the winding apparatus according to the second embodiment.
7 is a graph showing a winding speed and a winding amount deviation in the winding apparatus according to the third embodiment.
Fig. 8 is a graph showing the winding speed and the winding amount deviation in the winding apparatus according to the comparative example. Fig.

실시형태 1Embodiment 1

실시형태 1에 관련되는 권회 장치(100)에 대하여 설명한다. 도 1은, 실시형태 1에 관련되는 권회 장치(100)의 구성을 나타내는 정면도이다. 권회 장치(100)는 권출 롤러(1), 권취 롤러(2), 프리 롤러(3∼8) 및 댄서(9)를 갖는다.The winding apparatus 100 according to the first embodiment will be described. 1 is a front view showing a configuration of a winding device 100 according to a first embodiment. The winding apparatus 100 has a take-up roller 1, a take-up roller 2, free rollers 3 to 8, and a dancer 9.

권출 롤러(1)에는, 피권취 부재인 시트 형상 부재(10)가 권회되어 있고, Y방향을 회전축으로 하여 회전 가능하다. 도 1에서는, 권출 롤러(1)가 반시계방향으로 회전함으로써, 시트 형상 부재(10)가 송출된다.The sheet-like member 10, which is a member to be wound, is wound on the unwinding roller 1, and is rotatable about the Y-axis as a rotation axis. In Fig. 1, the sheet-like member 10 is fed out by rotating the take-up roller 1 counterclockwise.

권출 롤러(1)로부터 Z-방향으로 송출된 시트 형상 부재(10)는, 프리 롤러(3)에서 반송방향이 Z+방향으로 되접어 꺾어진다. 그 후, 프리 롤러(4)에 의해 시트 형상 부재(10)의 반송방향이 X+방향으로 변화한다. 그 후, 프리 롤러(5)에 의해 시트 형상 부재(10)의 반송방향의 연직방향이 Y+방향으로부터 Y-방향으로 변화한다. 그리고, 프리 롤러(6)에 의해 시트 형상 부재(10)의 반송방향의 연직방향이 Y-방향으로부터 Y+방향으로 변화하여, 댄서(9)에 도달한다.The sheet-like member 10 fed out from the unwinding roller 1 in the Z-direction is folded back in the Z + direction in the conveying direction by the free rollers 3. Thereafter, the conveying direction of the sheet-shaped member 10 is changed in the X + direction by the free rollers 4. Thereafter, the free rollers 5 change the vertical direction of the sheet-like member 10 in the conveying direction from the Y + direction to the Y-direction. Then, the free rollers 6 change the vertical direction of the sheet-like member 10 in the carrying direction from the Y-direction to the Y + direction, and reach the dancer 9.

댄서(9)는, 일정한 장력이 걸리도록 시트 형상 부재(10)를 유지하고, 또한, 반송할 수 있다. 도 2는, 댄서(9)의 구성례를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 댄서(9)는 실린더(91), 샤프트(92), 프리 롤러(93∼96)를 갖는다.The dancer 9 can hold and carry the sheet-like member 10 so that a constant tension is applied. Fig. 2 is a front view schematically showing the configuration example of the dancer 9. Fig. The dancer 9 has a cylinder 91, a shaft 92, and free rollers 93-96.

프리 롤러(93)는, X+방향을 향해 댄서(9)에 보내지는 시트 형상 부재(10)의 반송방향을 X-방향으로 되접어 꺾도록 배치된다. 프리 롤러(93)를 경유한 시트 형상 부재(10)는, 샤프트(92)에 장착된 프리 롤러(94)에 의해, 반송방향이 X+방향으로 되접어 꺾어진다. 프리 롤러(94)를 경유한 시트 형상 부재(10)는, 프리 롤러(95)에 의해, 반송방향이 X-방향으로 되접어 꺾어진다. 프리 롤러(95)를 경유한 시트 형상 부재(10)는, 샤프트(92)에 장착된 프리 롤러(96)에 의해, 반송방향이 X+방향으로 되접어 꺾이고, 권취 롤러(2)를 향해 송출된다.The free rollers 93 are arranged so that the conveying direction of the sheet-like member 10 fed to the dancer 9 toward the X + direction is folded back in the X-direction. The sheet-like member 10 passed through the free rollers 93 is folded back in the X + direction by the free rollers 94 mounted on the shaft 92. The sheet-like member 10 passed through the free rollers 94 is folded back in the X-direction by the free rollers 95. The sheet-like member 10 passed through the free rollers 95 is folded back in the X + direction by the free rollers 96 mounted on the shaft 92 and is fed toward the take-up roller 2 .

실린더(91)는, 샤프트(92)를 X방향을 따라 구동 가능하게 구성된 동력이다. 실린더(91)는, 샤프트(92)의 Ｘ방향의 위치를 조정함으로써, 프리 롤러(93 및 95)와 프리 롤러(94 및 96)의 사이의 거리를 조정한다. 이로 인해, 댄서(9)는, 시트 형상 부재(10)에 부하되는 장력을 일정한 값으로 유지할 수 있다.The cylinder 91 is a power that is configured to drive the shaft 92 along the X direction. The cylinder 91 adjusts the distance between the free rollers 93 and 95 and the free rollers 94 and 96 by adjusting the position of the shaft 92 in the X direction. As a result, the dancer 9 can maintain the tension applied to the sheet-like member 10 at a constant value.

댄서(9)로부터 송출되는 시트 형상 부재(10)는, 프리 롤러(7)에 의해 반송방향의 연직방향이 Y+방향으로부터 Y-방향으로 변화한다. 그 후, 시트 형상 부재(10)는, 프리 롤러(8)에 의해 반송방향의 연직방향이 변화한 후, 권취 롤러(2)에 도달한다.In the sheet-like member 10 delivered from the dancer 9, the vertical direction in the transport direction changes from the Y + direction to the Y-direction by the free rollers 7. [ Thereafter, the sheet-like member 10 reaches the winding roller 2 after the vertical direction in the carrying direction is changed by the free roller 8.

권취 롤러(2)는, Y방향을 회전축으로 하여 회전 구동 가능한 롤러이다. 권취 롤러(2)가 소정의 토크로 회전함으로써, 장력을 갖는 시트 형상 부재(10)를 권취할 수 있다.The take-up roller 2 is a roller that can be driven to rotate in the Y direction as a rotational axis. As the winding roller 2 is rotated at a predetermined torque, the sheet member 10 having a tensile force can be wound.

권회 장치에서는, 권취 속도가 변화된 것에 의한 장력 변화가 생기면, 시트 형상 부재의 권취 품질에 영향이 있는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 장력 변화가 생긴 경우, 권취 롤의 휨, 시트 형상 부재가 권취 롤로부터 들뜨는 현상, 타이트한 감김이나 느슨한 감김 등이 발생한다. 이러한 현상은, 감김 편차나 주름의 발생을 초래한다. 또한, 여기에서 말하는 감김 편차란, 권취 롤의 회전축방향의 시트 형상 부재의 편차이다.In the winding apparatus, it is known that when the tension change occurs due to a change in the winding speed, there is an influence on the winding quality of the sheet-like member. For example, when a change in tension occurs, the warp of the take-up roll, the phenomenon that the sheet-like member is lifted from the take-up roll, tight tightening or loosening occurs. Such a phenomenon causes winding deformation and wrinkles. The winding deviation referred to herein is the deviation of the sheet-like member in the direction of the rotation axis of the winding roll.

그래서, 권회 장치(100)는, 권취 속도가 변화한 것에 의한 장력 변화가 시트 형상 부재의 권취 품질에 영향을 끼치지 않도록 구성된다. 구체적으로는, 권취 롤러와 권취 롤러의 사이에 배치되는 프리 롤러 등의 롤러의 관성 모멘트를 적정한 값으로 함으로써, 장력 변화를 시트 형상 부재의 권취 품질에 영향을 끼치지 않는 범위 내로 억제한다.Thus, the winding apparatus 100 is configured such that the change in tension due to the change in the winding speed does not affect the winding quality of the sheet-like member. More specifically, the moment of inertia of a roller such as a free roller disposed between the take-up roller and the take-up roller is set to an appropriate value so that the change in tension is suppressed within a range that does not affect the winding quality of the sheet-

권취 속도가 변화한 것에 의한 장력 변화가 시트 형상 부재의 권취 품질에 영향을 끼치지 않도록 하기 위해서는, 댄서(9)와 권출 롤러(1)의 사이(이하, IN측이라 한다), 또는, 댄서(9)와 권취 롤러(2)(이하, OUT측이라 한다)의 사이의 장력의 변화가 16.7[N/m] 이하가 되도록 권취를 행하면 된다. 또한, 이 조건은, 실험적으로 구해진 것이다. 또, 댄서(9)가 롤러를 포함하는 경우, 이들 롤러에 대해서는 반수(半數)를 IN측에, 나머지 반수를 OUT측에 포함시키면 된다. 단, 댄서(9)가 홀수개의 롤러를 포함하는 경우에는 반수씩이 아니어도 된다. 본 실시형태에서는, 권취의 가감속도가 1.1G 이하인 것으로 한다. 즉, 권취의 가감속도의 상한은 1.1G이다.(Hereinafter referred to as the " IN " side) between the dancer 9 and the take-up roller 1, or between the dancer 9 Winding can be performed so that the change in the tension between the take-up roller 2 (9) and the take-up roller 2 (hereinafter referred to as the OUT side) is 16.7 [N / m] or less. This condition was obtained experimentally. When the dancer 9 includes rollers, half of these rollers may be included in the IN side and the remaining half of the rollers may be included in the OUT side. However, in the case where the dancer 9 includes an odd number of rollers, it may not be a half. In this embodiment, it is assumed that the acceleration / deceleration of winding is 1.1 G or less. That is, the upper limit of the acceleration / deceleration of winding is 1.1G.

장력 변화(ΔT)는, 이하의 식(4)로 나타내어진다.The tension change? T is expressed by the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015124582282-pat00004
Figure 112015124582282-pat00004

여기에서, N은 롤러의 개수, IMi는 i(i는, 1≤i≤N을 충족시키는 정수)번째의 롤러의 관성 모멘트, Δω는 가감속도 1.1G에 대응하는 롤러의 각가속도의 최대값, ri는 i번째의 롤러의 반경, RRi는 i번째의 롤러의 구름 저항, W는 시트 형상 부재(10)의 폭이다.Here, N is the number of rollers, IM i is the moment of inertia of the i- th roller (i is an integer satisfying 1? I? N), ?? is the maximum value of the angular acceleration of the roller corresponding to the acceleration / r i is the radius of the i-th roller, RR i is the rolling resistance of the i-th roller, and W is the width of the sheet-like member 10.

또한, 롤러가 모두 동일한 롤러인 경우, 식(4)는, 이하의 식(5)로 나타내어진다.Further, when the rollers are all the same roller, the equation (4) is expressed by the following equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015124582282-pat00005
Figure 112015124582282-pat00005

이 경우, 각 롤러의 관성 모멘트(IM)는, 이하의 식(6)을 충족시키면 된다.In this case, the moment of inertia IM of each roller may satisfy the following formula (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112015124582282-pat00006
Figure 112015124582282-pat00006

여기에서, r은 각 롤러의 반경, RR은 각 롤러의 구름 저항이다.Here, r is the radius of each roller, and RR is the rolling resistance of each roller.

여기에서, N=1, 가감속도 1.1G에 대응하는 롤러의 각가속도의 최대값(Δω)=718.7[rad/s2], 롤러의 구름 저항(RR)=0.0049[N], 롤러의 반경(r)=0.015[m], 시트 형상 부재(10)의 폭(W)=0.12[m]의 경우를 고려하면, 롤러의 관성 모멘트의 값을, 식(7)로 나타내어지는 범위 내로 함으로써 장력 변화(ΔT)를 16.7[N/m] 이하로 억제할 수 있다.Here, the maximum value (?) Of the angular acceleration of the roller corresponding to N = 1, the acceleration / deceleration rate 1.1G = 718.7 [rad / s 2 ], the rolling resistance RR of the roller = 0.0049 [N] ) = 0.015 [m], and the width W of the sheet-like member 10 = 0.12 [m], taking into account the value of the moment of inertia of the roller within the range expressed by equation (7) DELTA T) can be suppressed to 16.7 [N / m] or less.

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112015124582282-pat00007
Figure 112015124582282-pat00007

따라서, 이 경우, 프리 롤러의 관성 모멘트(IM)가 4.16×10-5[㎏·㎡] 이하가 되도록, 프리 롤러를 설계하면 된다. 롤러가 복수개 존재하는 경우에는, 롤러의 관성 모멘트의 합계값(N·IM)을 4.16×10-5[㎏·㎡] 이하로 하면, 장력 변화(ΔT)를 16.7[N/m] 이하로 억제할 수 있다.Therefore, in this case, the free rollers may be designed so that the moment of inertia IM of the free rollers is 4.16 x 10 -5 [kg · m 2] or less. When the number of rollers is plural, when the total value N · IM of the moment of inertia of the roller is 4.16 × 10 -5 [kg · m 2] or less, the tension change ΔT is suppressed to 16.7 [N / m] can do.

또한, 권회 장치를 설계하는 경우, 권출 롤러(1) 및 권취 롤러(2)의 배치를 결정하고, 권출 롤러(1)와 권취 롤러(2)의 사이에 프리 롤러의 배치를 결정할 때에, 상기 식(4)를 충족시키도록 프리 롤러를 선택함(즉, 프리 롤러의 사양을 결정한다)으로써, 권회 장치에서의 장력 변화(ΔT)를 16.7[N/m] 이하로 억제할 수 있다.When the arrangement of the take-up roller 1 and the take-up roller 2 is determined and the arrangement of the free rollers is determined between the take-up roller 1 and the take-up roller 2, The tension change? T in the winding device can be suppressed to 16.7 [N / m] or less by selecting the free rollers to satisfy the condition (4) (that is, determining the specifications of the free rollers).

이하, 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, examples will be described.

실시예 1Example 1

이 예에서는, 댄서로부터 권취 롤러까지의 프리 롤러의 개수를 8개로 하고, 권취 속도 변화시의 프리 롤러 1개당의 장력의 증가량을 3.09[N/m]로 한다. 도 3은, 실시예 1에 관련되는 권회 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 댄서(20)가 갖는 4개의 롤러에 대해서는, 권취 롤러에 가까운 쪽의 프리 롤러(21 및 22)를 OUT측에 포함시켰다. 따라서, 실시예 1에서는, 프리 롤러(21 및 22)와 프리 롤러(31∼36)의 합계 8개의 롤러에 착목한다. 도 3에 있어서는, TP의 위치에서 시트 형상 부재(10)에 걸리는 장력을 측정하였다.In this example, the number of free rollers from the dancer to the take-up roller is set to 8, and the increase amount of the tension per free roller at the change of the take-up speed is set to 3.09 [N / m]. Fig. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a winding apparatus according to Embodiment 1. Fig. For the four rollers possessed by the dancer 20, the free rollers 21 and 22 on the side closer to the take-up roller were included in the OUT side. Therefore, in the first embodiment, a total of eight rollers of the free rollers 21 and 22 and the free rollers 31 to 36 are considered. In Fig. 3, the tension applied to the sheet-like member 10 at the position of TP was measured.

도 4는, 실시예 1에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도(V)와 장력(T)을 나타내는 그래프이다. 이 경우, 장력(T)의 변화량은 계산상 25.1[N/m]이 된다. 실시예 1의 구성으로 실제로 장력 변화를 측정한 바, 25.4[N/m]였다. 계산상의 장력의 변화량과 실제의 장력의 변화량이 일치하는 것을 이해할 수 있다.4 is a graph showing the winding speed V and the tension T in the winding apparatus according to the first embodiment. In this case, the change amount of the tension T is calculated to be 25.1 [N / m]. The change in tension was actually measured in the configuration of Example 1, and it was 25.4 [N / m]. It can be understood that the change amount of the tension on the calculation coincides with the change amount of the actual tension.

실시예 2Example 2

이 예에서는, 댄서로부터 권취 롤러까지의 프리 롤러의 개수를 4개로 하고, 권취 속도 변화시의 프리 롤러 1개당의 장력의 증가량을, 실시예 1과 동일한 3.09[N/m]로 한다. 도 5는, 실시예 2에 관련되는 권회 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 댄서(20)가 갖는 4개의 롤러에 대해서는, 권취 롤러에 가까운 쪽의 프리 롤러(21 및 22)를 OUT측에 포함시켰다. 따라서, 실시예 2에서는, 프리 롤러(21 및 22)와 프리 롤러(31 및 36)의 합계 4개의 롤러에 착목한다. 도 5에 있어서는, TP의 위치에서 시트 형상 부재(10)에 걸리는 장력을 측정하였다.In this example, the number of free rollers from the dancer to the take-up roller is four, and the increase amount of the tension per free roller at the time of the take-up speed change is set to 3.09 [N / m], which is the same as in the first embodiment. Fig. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a winding apparatus according to Embodiment 2. Fig. For the four rollers possessed by the dancer 20, the free rollers 21 and 22 on the side closer to the take-up roller were included in the OUT side. Therefore, in the second embodiment, a total of four rollers including the free rollers 21 and 22 and the free rollers 31 and 36 are considered. 5, the tension applied to the sheet-like member 10 at the position of the TP was measured.

도 6은, 실시예 2에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도(V)와 장력(T)을 나타내는 그래프이다. 이 경우, 장력의 변화량은 계산상 12.5[N/m]가 된다. 실시예 2의 구성으로 실제로 장력 변화를 측정한 바, 12.6[N/m]이었다. 계산상의 장력의 변화량과 실제의 장력의 변화량이 일치하는 것을 이해할 수 있다.6 is a graph showing the winding speed V and the tension T in the winding apparatus according to the second embodiment. In this case, the change amount of the tension is calculated to be 12.5 [N / m]. The change in tension was actually measured with the configuration of Example 2, and it was 12.6 [N / m]. It can be understood that the change amount of the tension on the calculation coincides with the change amount of the actual tension.

실시예 3Example 3

이 예에서는, 댄서로부터 권취 롤러까지의 프리 롤러의 개수를 5개로 하고, 프리 롤러의 관성 모멘트의 합계는 6.3×10-5[㎏·㎡]으로 하였다. 도 7은, 실시예 3에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도(V)와 감김 편차량(S)을 나타내는 그래프이다. 또한, 장력의 변화량이 16.7[N/m] 이하가 되도록, 상기한 바와 같이 롤러의 반경 등이 결정된다. 이 경우, 감김 편차량(S)은 ± 0.1mm 이하이고, 충분히 규격(±0.3mm, 도 7의 Max∼Min 사이) 내로 억제할 수 있었다.In this example, the number of free rollers from the dancer to the take-up roller is 5, and the total of the moment of inertia of the free rollers is 6.3 x 10 -5 [kg · m 2]. 7 is a graph showing a winding speed V and a winding amount deviation S in the winding apparatus according to the third embodiment. The radius of the roller is determined as described above so that the amount of change in tension is 16.7 [N / m] or less. In this case, the windward deviation vehicle S can be suppressed within ± 0.1 mm and within a sufficient standard (± 0.3 mm, between Max and Min in FIG. 7).

실시예 3에 대한 비교예Comparative Example for Example 3

실시예 3에 대하여, 댄서로부터 권취 롤러까지의 프리 롤러의 개수를 15개로 한 비교예에 대하여 설명한다. 도 8은, 비교예에 관련되는 권회 장치에서의 권취 속도(V)와 감김 편차량(S)을 나타내는 그래프이다. 프리 롤러 1개당의 관성 모멘트가 실시예 3과 동일한 경우, 프리 롤러의 관성 모멘트의 합계는 19.0×10-5[㎏·㎡]이 된다. 이 경우, 감김 편차량(S)은 0.8mm가 되고, 규격(±0.3mm, 도 8의 Max∼Min 사이)으로부터 일탈하여 버리는 것을 확인하였다.A comparative example in which the number of free rollers from the dancer to the take-up roller is 15 will be described with reference to the third embodiment. Fig. 8 is a graph showing the winding speed V and the unwinding deviation S in the winding apparatus according to the comparative example. When the inertia moment per one free roller is the same as that in the third embodiment, the total inertia moment of the free rollers is 19.0 x 10 -5 [kg · m 2]. In this case, it was confirmed that the windward deviation vehicle S became 0.8 mm and deviated from the standard (± 0.3 mm, between Max and Min in FIG. 8).

본 실시형태에서는, 롤러의 관성 모멘트를 작게 하기 위해, 롤러를 경량(저밀도) 또한 고기계강도를 갖는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 롤러는, 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon-Fiber-Reinforced Plastic:CFRP) 등으로 구성되는 것이 바람직하다.In the present embodiment, in order to reduce the moment of inertia of the roller, it is preferable that the roller is made of a material having a light weight (low density) and high mechanical strength. For example, the roller is preferably made of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) or the like.

그 밖의 실시형태Other Embodiments

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정된 것이 아니고, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 상술의 실시형태에 있어서의 프리 롤러의 수는 일례에 불과하고, 권취 속도 변화시의 장력 변화를 16.7[N/m] 이하로 억제할 수 있다면, 1 이상의 범위 내에서 적절히 변경할 수 있음은 말할 필요도 없다.It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. The number of free rollers in the above embodiment is only one example and it is needless to say that the number of free rollers can be suitably changed within a range of 1 or more if the tension change at the time of winding speed change can be suppressed to 16.7 N / There is no.

상술의 프리 롤러의 반경 및 재질은 예시에 불과하고, 권취 속도 변화시의 장력 변화를 2N 이하로 억제할 수 있다면, 적절히 변경할 수 있음은 말할 필요도 없다.It is needless to say that the radius and the material of the above-mentioned free rollers are merely illustrative and can be suitably changed as long as the change in tension at the time of the winding speed can be suppressed to 2N or less.

상술의 실시형태에서는, 댄서를 포함하는 구성에 대하여 설명하였으나, 이것은 예시에 불과하다. 예를 들면, 권출 롤러와 권취 롤러의 사이에 댄서가 존재하지 않고, 권출 롤러와 권취 롤러의 사이의 1 이상의 프리 롤러의 관성 모멘트가 식(4)를 충족시키도록, 권회 장치를 구성해도 되는 것은 말할 필요도 없다.In the above-described embodiment, the configuration including the dancer has been described, but this is merely an example. For example, a winding device may be configured such that no dancer is present between the take-up roller and the take-up roller, and the inertia moment of at least one free roller between the take-up roller and the take-up roller satisfies equation (4) Needless to say.

위와 같은 발명의 설명에 의해, 발명의 실시예가 다양한 방법으로 달라질 수 있음이 명백하다. 이러한 변형은 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되고, 모든 그러한 변형은 다음의 청구범위 내에 포함되는 것으로 당업자들에게 명백하다.It is apparent that the embodiments of the invention may be varied in various ways by the description of the invention as above. Such variations are not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications are obvious to those skilled in the art to be included in the following claims.

Claims (5)

피권취 부재를 송출하는 권출 롤러를 배치하고,
상기 피권취 부재를 권취하는 권취 롤러를 배치하고,
상기 권출 롤러와 상기 권취 롤러의 사이에서 상기 피권취 부재의 반송을 가이드하는 1 이상의 롤러를 배치하고,
상기 피권취 부재의 권취 속도가 변화했을 때에 상기 피권취 부재에 가해지는 장력의 변화(ΔT)가 16.7[N/m] 이내가 되도록, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 관성 모멘트는 이하의 식(1)을 충족시키도록 상기 1 이상의 롤러를 선택하는, 권회 장치의 설계 방법.
[수학식 1]
Figure 112017019124975-pat00019

단, 상기 식(1)에 있어서,
N은, 상기 1 이상의 롤러의 수,
Δω는, 상기 1 이상의 롤러의 각가속도의 최대값,
IMi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째(i는 1≤i≤N을 충족시키는 정수)의 롤러의 관성 모멘트,
ri는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 반경,
RRi는, 상기 1 이상의 롤러 중 i번째의 롤러의 구름 저항,
W는, 상기 피권취 부재의 폭이다.Up roller for feeding out the member to be wrapped is disposed,
A winding roller for winding the wound member to be wound is disposed,
Wherein at least one roller for guiding the conveyance of the to-be-wound member between the take-up roller and the take-up roller is disposed,
The inertia moment of each of the at least one roller is calculated by the following equation (1) so that the change in the tension (? T) applied to the to-be-wound member when the winding speed of the wound member is changed is within 16.7 N / ) Of said at least one roller.
[Equation 1]
Figure 112017019124975-pat00019

However, in the above formula (1)
N is the number of said one or more rollers,
DELTA omega is the maximum value of the angular acceleration of the at least one roller,
IM i is the moment of inertia of the ith roller of the at least one roller (i is an integer satisfying 1? I? N)
r i is a radius of the i-th roller among the one or more rollers,
RR i is the rolling resistance of the ith roller of the one or more rollers,
W is the width of the wound member. 제 1 항에 있어서,
상기 권출 롤러와 상기 권취 롤러의 사이의 상기 피권취 부재의 장력을 조정하는 댄서를 구비하고,
상기 1 이상의 롤러 중에서 상기 댄서와 상기 권출 롤러의 사이의 롤러의 각각의 관성 모멘트가 상기 식(1)을 충족시키고,
상기 1 이상의 롤러 중에서 상기 댄서와 상기 권취 롤러의 사이의 롤러의 각각의 관성 모멘트가 상기 식(1)을 충족시키는, 권회 장치의 설계 방법.The method according to claim 1,
And a dancer for adjusting the tension of the wound member between the take-up roller and the take-up roller,
The respective inertia moments of the rollers between the dancer and the take-up roller among the one or more rollers satisfies the above formula (1)
Wherein the respective inertia moments of the rollers between the dancer and the take-up roller among the one or more rollers satisfy the above formula (1). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 1 이상의 롤러는, 각각 동일한 관성 모멘트, 동일한 반경, 동일한 구름 저항을 가지고,
상기 1 이상의 롤러의 각각의 관성 모멘트(IM)는, 이하의 식(2)를 충족시키는, 권회 장치의 설계 방법.
[수학식 2]
Figure 112017019124975-pat00009

단, 상기 식(2)에 있어서,
r은, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 반경,
RR은, 상기 1 이상의 롤러의 각각의 구름 저항이다.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the one or more rollers have the same inertia moment, the same radius, and the same rolling resistance,
Wherein the moment of inertia (IM) of each of the one or more rollers satisfies the following formula (2).
&Quot; (2) "
Figure 112017019124975-pat00009

However, in the above formula (2)
r is the radius of each of the one or more rollers,
RR is the rolling resistance of each of the one or more rollers. 제 3 항에 있어서,
상기 권취의 가감속도의 최대값(Δω)=718.7[rad/s2], 상기 롤러의 구름 저항(RR)=0.0049[N], 상기 롤러의 반경(r)=0.015[m], 상기 피권취 부재의 폭(W)=0.12[m]인 경우에, 상기 1 이상의 롤러의 관성 모멘트의 합계값(N·IM)은, 4.16×10-5[㎏·㎡] 이하인, 권회 장치의 설계 방법.
The method of claim 3,
The maximum value (Δω) of a deceleration of the winding = 718.7 [rad / s 2] , the radius (r) = 0.015 [m] , the wound of the rolling resistance (RR) = 0.0049 [N] , the rollers of the roller Wherein the sum of the moments of inertia of the one or more rollers in the case where the width W of the member is 0.12 m is 4.16 x 10 -5 [kg · m 2] or less.
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